信息化技術在四沖程柴油機工作原理教學中的應用

【摘 要】隨著科學技術的發(fā)展，信息化技術在教學中的應用越來越廣泛；探索信息化技術在四沖程柴油機工作原理教學中的應用，使教學單元設計獲得良好的效果。

【關鍵詞】信息化技術 四沖程柴油機 工作原理

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）08C-0190-03

在發(fā)動機課程中，信息化技術滲透到了整體發(fā)動機介紹、曲柄連桿機構、配氣機構、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等各個章節(jié)的教學中，以輔助教學，提高學生的學習興趣，提高教學效果和效率。信息化技術在教學中的應用主要特點體現在適合教師教授和學生學習的特殊性，而如何設計制作更好適合教師教授和學生學習的信息化教學單元是設計者思考的重點。在這方面，筆者以“四沖程柴油機工作原理”教學單元的信息化技術應用為例進行了初步的研究探索。

一、教學單元的教學內容和目標分析

（一）“四沖程柴油機工作原理”教學內容

1.介紹四沖程柴油機的關鍵組成部件，解釋其功能作用。

2.介紹四沖程柴油機工作原理——四行程柴油機的運轉是按進氣沖程、壓縮沖程、作功沖程和排氣沖程的順序不斷循環(huán)反復的。

3.重點解釋在各個沖程中，各個關鍵部件之間的配合運動。

4.細致介紹純空氣、混合氣、廢氣在四沖程柴油機中的溫度壓力變化和演變過程。

5.闡釋四沖程柴油機是燃燒柴油的化學能轉變成曲軸轉動的機械動能的機器。

（二）“四沖程柴油機工作原理”教學目標

1.專業(yè)能力目標：熟悉掌握組成柴油機工作循環(huán)的四個沖程的工作原理。

2.方法能力目標：形成通過看PPT、圖片、視頻和教學動畫，能自行分析柴油機四個沖程的工作原理的能力。

3.社會能力目標：養(yǎng)成團隊合作精神。

二、教學單元的教學重點和難點分析

（一）“四沖程柴油機工作原理”教學重點

教學內容“四沖程柴油機工作原理”主要講授整體的四沖程柴油機的基本組成和工作原理。四沖程柴油機工作原理是指四行程柴油機的工作循環(huán)是按進氣沖程、壓縮沖程、作功沖程和排氣沖程的順序循環(huán)工作的。

此內容是工程機械發(fā)動機系統(tǒng)檢修課程后續(xù)內容“柴油機各個系統(tǒng)（曲柄連桿機構、配氣機構、供油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、起動系統(tǒng)）的結構組成、功能作用、工作原理、零件材料分析”的基礎。此內容也是發(fā)動機電控系統(tǒng)檢修課程講述進氣系統(tǒng)檢修、排氣系統(tǒng)檢修、供油系統(tǒng)檢修的基礎。 所以四沖程柴油機工作原理是工程機械發(fā)動機系統(tǒng)檢修課程和發(fā)動機電控系統(tǒng)檢修課程的教學重點，為這兩門課程的教學奠基。

此內容在課程內是有承上啟下的作用。上節(jié)內容講解了工程機械發(fā)動機的類型，這些類型包括二沖程柴油機、四沖程汽油機、四沖程柴油機、轉子發(fā)動機等。本節(jié)內容就是講解在工程機械中最廣泛的類型——四沖程柴油機，介紹其關鍵零部件和工作原理。本節(jié)結束時，設計有思考題，借此思考題可以引入預習下節(jié)內容，讓學生順著思路繼續(xù)探索研究四沖程柴油機的內部結構組成，從而順利引導進入課程的后續(xù)內容“四沖程柴油機的各個系統(tǒng)組成”。

（二）“四沖程柴油機工作原理”教學難點

1.柴油機的一些零部件的內部結構復雜，內外有很多層結構組成，實物展示方法無法透視展示物體的內部結構，學生難以用直觀的方式理解零件的內部結構。

2.在重點內容四沖程柴油機工作原理中，同時運動的零件比較多，而每個零件的運動軌跡各有特點，但在教學中卻很難展現柴油機各個運動部件的聯動、移動、配合運動現象，以及隨之變化的溫度壓力情況，以幫助學生記憶和理解四沖程柴油機工作原理。

3.在傳統(tǒng)教學中很難展現純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程。學生在接受和理解過程中常常需要想象，而對于高職的學生而言，這是難點。

三、教學的對象與信息化技術的要求

“四沖程柴油機工作原理”是在一體化教室“柴油發(fā)動機實訓室”內進行，使用課時3個，教學對象是2012級工程機械班，共46人。這些學生具有以下特點，需要信息化技術相配合：

學生喜歡有任務，有目標，也喜歡流行的PK形式，所以設計了一個“零部件在我心中”的PK比賽，讓學生通過比賽的形式，鞏固對每個零件的位置、外形、功能作用、組成等重要信息的認識。

學生的團隊精神不是很成熟，個性要強，宜在課堂中安排一些以團隊合作為基礎的項目，讓學生分小組完成，培養(yǎng)其團隊合作精神，加強其溝通能力。

學生空間思維能力欠佳，不利于三維成像的想象。這就要求在教學中安排多段的視頻和教學動畫，以幫助學生形成立體的真實感覺，幫助理解和記憶相關內容。

因為柴油機主要關鍵部件中的曲軸、連桿、活塞三者的運動軌跡屬于曲柄連桿機構運動，所以需要學生有高中物理知識作為基礎，要求可以理解曲柄連桿機構才能順利進行本節(jié)內容的教學。

四、信息化技術手段解決重點、難點問題的優(yōu)勢

在學生討論疑問“四沖程柴油機的內部零件有哪些，如何工作的”時，用三維動畫通過其透視功能顯示內部的四沖程柴油機結構和運動，以提示學生。這樣不但可以增強學生的立體真實感覺，易理解零部件的運動過程，還能夠增加學生學習興趣。

在重點知識點，采用PPT形式教學可以幫助記憶圖片和相關文章內容。

在零件實物無法展示的內部結構，使用教學動畫可以屏蔽一些零部件，可以透視展示物體的內部結構，幫助學生理解其結構。

在需要展現柴油機各個運動部件的聯動、移動、配合運動現象，以及隨之變化的溫度壓力情況時，采用動畫進行教學。運用動畫的暫停、播放功能，在動畫運動的任意時刻進行暫停和播放，這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動。endprint

在展現純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程時，采用教學動畫進行教學。教學動畫可以模擬仿真重現純空氣與霧化柴油的混合過程，可以模擬仿真重現由純空氣演變成混合氣的過程、可以模擬仿真重現由混合氣演變成廢氣的過程。這樣有利于學生理解和記憶此項內容。

五、信息化技術手段在“四沖程柴油機工作原理”教學中的具體應用

在環(huán)節(jié)1“復習上節(jié)內容并引出本節(jié)內容”時，采用PPT輔助形式。上節(jié)內容講解了工程機械發(fā)動機的類型，這些類型包括二沖程柴油機、四沖程汽油機、四沖程柴油機、轉子發(fā)動機等。本節(jié)內容就是講解其中在工程機械中應該最廣泛的類型——四沖程柴油機，介紹其關鍵零部件和工作原理。

在環(huán)節(jié)2“介紹在現場設備（實物）中屬于四沖程柴油機的類型柴油機實物”時，讓學生分組觀察柴油機實物，這樣有利于學生直觀感覺柴油機實物，了解柴油機外形。

在環(huán)節(jié)3利用懸置問題：“四沖程柴油機”的內部零件有哪些，如何工作的？引導學生觀察四沖程柴油機實物，思考問題，分小組討論，由組長利用手工繪圖配合解說，回答問題。并播放三維動畫“四沖程柴油機模型（船用）1”和“四沖程柴油機模型（車用）2”，其透視功能可以顯示內部的四沖程柴油機結構和運動，可以給予學生一定的提示。

在環(huán)節(jié)4總結、解答“四沖程柴油機如何工作”，引出四沖程柴油機工作原理時，播放視頻“四沖程柴油機工作原理”展示內部零件的結構和運動。這樣有利于學生聽課、思考，作筆記。

在重點環(huán)節(jié)5介紹四沖程柴油機的關鍵組成部件時，利用零件實物展示和教學動畫的“總舞臺”和教學動畫的分場景1“四沖程柴油機關鍵部件”展示，總舞臺中安排有一個“解剖的四沖程柴油機內部動畫”片段。這樣有利于學生初次感覺，比較直觀了解柴油機內部情況，吸引學生深入探索后續(xù)教學內容。四沖程柴油機關鍵部件都顯示于同一張圖片中，兩旁標注各個部件的名稱。這樣有利于學生利用印象記憶法，熟記四沖程柴油機關鍵部件，便于后續(xù)內容“四沖程柴油機運動傳遞路線”的開展。每個零部件的名稱處都存放鏈接，點擊后，能跳出顯示相應的零部件的真實圖片，這樣有利于學生聯系實物與圖形的關系，零部件的真實圖片旁還注解其零部件的功能作用或組成等重要信息，以便于學生理解和記憶零部件。

在環(huán)節(jié)6開展“零部件在我心中”PK賽時，利用零件實物或動畫進行提問，進行搶答PK。這樣有利于學生鞏固對每個零件的位置、外形、功能作用、組成等重要信息的認識。

在重點環(huán)節(jié)7講解“四沖程柴油運動傳遞路線”，重點分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動時，利用動畫展示分場景2“四沖程柴油機運動傳遞路線”，詳細展示活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油機的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動。

在重點環(huán)節(jié)8講解“四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成”，重點分析四個沖程的工作原理時，利用動畫展示分場景3“柴油機四個沖程工作分析”，詳細展示四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成。左圖表示結構和運動變化，是感性直觀認識；右圖是理性的總結，與后續(xù)內容“配氣相位”相呼應，有利于學生理解后續(xù)內容。分場景中安排有按鈕“暫?！薄安シ拧?，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程等四個沖程的工作原理。

在重點環(huán)節(jié)9講解“四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關系”，重點分析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)時，利用動畫展示分場景4“柴油機四個沖程工況分析”，詳細展示四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關系。右圖與后續(xù)內容“配氣相位”有聯系。配氣相位是發(fā)動機的重要參數，其裝配和調整是后續(xù)的重點教學內容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)。

在練習環(huán)節(jié)10時，利用工作頁讓學生鞏固四沖程柴油機工作原理的所有知識點。

圖1 教學過程流程圖

在小結環(huán)節(jié)時，利用動畫展示分場景5“小結：能量轉化”。分場景5中安排有汽車的模型、“四沖程柴油機工作循環(huán)動畫”，這樣有利于學生生動形象地理解發(fā)動機就是一個能量轉化機器，有利于充分理解：車輛（柴油機）是燃燒了新鮮空氣和柴油變成廢氣，柴油的化學能轉化成曲軸轉動的機械動能，最終驅動車輪，使車輛往前行駛。

在本節(jié)內容結束時，利用PPT展示思考題，以此預習下次課內容。

六、信息化技術在“四沖程柴油機工作原理”教學中應用的特色與亮點

利用教學動畫的優(yōu)勢展示四沖程柴油的運動部件的聯動、移動、配合運動過程，避免了靜態(tài)的畫面的簡單解釋，這樣有利于學生更加直觀理解活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動等細節(jié)。

利用教學動畫的優(yōu)勢展現純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程。

在一些動畫頁面上采用左、右圖（或者左中右圖）的設計，左圖為感性認識；右圖是對左圖進行理論化表述。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內容。

內容的形式是采用行動導向模式，是以四沖程柴油機“關鍵部件介紹→運動傳遞路→四沖程的工作、工況分析→總結”為教師講授主線，以展開“零部件在我心中”PK賽、工作頁、思考題三項評價性測評活動為學生學習的主線，最終使學生熟悉掌握柴油機工作循環(huán)的四個沖程的工作原理，養(yǎng)成團隊合作精神，形成通過看PPT、圖片、視頻和教學動畫，能自行分析柴油機四個沖程的工作原理的能力。

總之，四沖程柴油機工作原理教學單元的設計采用圖片、PPT、視頻、教學動畫進行輔助教學，特別是將教學動畫“四沖程柴油機工作原理”應用于教學中，教學效果的提高應該很明顯，學生的學習興趣也應該得到提高，同時也會提高教學效果和效率。

【參考文獻】

[1]楊定國.柴油機拆裝多媒體CAI課件設計與開發(fā)[D].大連：大連理工大學，2005

[2]俞文苗.柴油機拆裝仿真系統(tǒng)[D].武漢：華中科技大學，2007

【作者簡介】馮春林，柳州職業(yè)技術學院汽車工程系講師。endprint

在展現純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程時，采用教學動畫進行教學。教學動畫可以模擬仿真重現純空氣與霧化柴油的混合過程，可以模擬仿真重現由純空氣演變成混合氣的過程、可以模擬仿真重現由混合氣演變成廢氣的過程。這樣有利于學生理解和記憶此項內容。

五、信息化技術手段在“四沖程柴油機工作原理”教學中的具體應用

在環(huán)節(jié)1“復習上節(jié)內容并引出本節(jié)內容”時，采用PPT輔助形式。上節(jié)內容講解了工程機械發(fā)動機的類型，這些類型包括二沖程柴油機、四沖程汽油機、四沖程柴油機、轉子發(fā)動機等。本節(jié)內容就是講解其中在工程機械中應該最廣泛的類型——四沖程柴油機，介紹其關鍵零部件和工作原理。

在環(huán)節(jié)2“介紹在現場設備（實物）中屬于四沖程柴油機的類型柴油機實物”時，讓學生分組觀察柴油機實物，這樣有利于學生直觀感覺柴油機實物，了解柴油機外形。

在環(huán)節(jié)3利用懸置問題：“四沖程柴油機”的內部零件有哪些，如何工作的？引導學生觀察四沖程柴油機實物，思考問題，分小組討論，由組長利用手工繪圖配合解說，回答問題。并播放三維動畫“四沖程柴油機模型（船用）1”和“四沖程柴油機模型（車用）2”，其透視功能可以顯示內部的四沖程柴油機結構和運動，可以給予學生一定的提示。

在環(huán)節(jié)4總結、解答“四沖程柴油機如何工作”，引出四沖程柴油機工作原理時，播放視頻“四沖程柴油機工作原理”展示內部零件的結構和運動。這樣有利于學生聽課、思考，作筆記。

在重點環(huán)節(jié)5介紹四沖程柴油機的關鍵組成部件時，利用零件實物展示和教學動畫的“總舞臺”和教學動畫的分場景1“四沖程柴油機關鍵部件”展示，總舞臺中安排有一個“解剖的四沖程柴油機內部動畫”片段。這樣有利于學生初次感覺，比較直觀了解柴油機內部情況，吸引學生深入探索后續(xù)教學內容。四沖程柴油機關鍵部件都顯示于同一張圖片中，兩旁標注各個部件的名稱。這樣有利于學生利用印象記憶法，熟記四沖程柴油機關鍵部件，便于后續(xù)內容“四沖程柴油機運動傳遞路線”的開展。每個零部件的名稱處都存放鏈接，點擊后，能跳出顯示相應的零部件的真實圖片，這樣有利于學生聯系實物與圖形的關系，零部件的真實圖片旁還注解其零部件的功能作用或組成等重要信息，以便于學生理解和記憶零部件。

在環(huán)節(jié)6開展“零部件在我心中”PK賽時，利用零件實物或動畫進行提問，進行搶答PK。這樣有利于學生鞏固對每個零件的位置、外形、功能作用、組成等重要信息的認識。

在重點環(huán)節(jié)7講解“四沖程柴油運動傳遞路線”，重點分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動時，利用動畫展示分場景2“四沖程柴油機運動傳遞路線”，詳細展示活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油機的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內容。分場景中安排有按鈕“暫?！薄安シ拧?，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動。

在重點環(huán)節(jié)8講解“四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成”，重點分析四個沖程的工作原理時，利用動畫展示分場景3“柴油機四個沖程工作分析”，詳細展示四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成。左圖表示結構和運動變化，是感性直觀認識；右圖是理性的總結，與后續(xù)內容“配氣相位”相呼應，有利于學生理解后續(xù)內容。分場景中安排有按鈕“暫?！薄安シ拧保趧赢嬤\動的任意時刻都可以通過其實現暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程等四個沖程的工作原理。

在重點環(huán)節(jié)9講解“四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關系”，重點分析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)時，利用動畫展示分場景4“柴油機四個沖程工況分析”，詳細展示四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關系。右圖與后續(xù)內容“配氣相位”有聯系。配氣相位是發(fā)動機的重要參數，其裝配和調整是后續(xù)的重點教學內容。分場景中安排有按鈕“暫?！薄安シ拧保趧赢嬤\動的任意時刻都可以通過其實現暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)。

在練習環(huán)節(jié)10時，利用工作頁讓學生鞏固四沖程柴油機工作原理的所有知識點。

圖1 教學過程流程圖

在小結環(huán)節(jié)時，利用動畫展示分場景5“小結：能量轉化”。分場景5中安排有汽車的模型、“四沖程柴油機工作循環(huán)動畫”，這樣有利于學生生動形象地理解發(fā)動機就是一個能量轉化機器，有利于充分理解：車輛（柴油機）是燃燒了新鮮空氣和柴油變成廢氣，柴油的化學能轉化成曲軸轉動的機械動能，最終驅動車輪，使車輛往前行駛。

在本節(jié)內容結束時，利用PPT展示思考題，以此預習下次課內容。

六、信息化技術在“四沖程柴油機工作原理”教學中應用的特色與亮點

利用教學動畫的優(yōu)勢展示四沖程柴油的運動部件的聯動、移動、配合運動過程，避免了靜態(tài)的畫面的簡單解釋，這樣有利于學生更加直觀理解活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動等細節(jié)。

利用教學動畫的優(yōu)勢展現純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程。

在一些動畫頁面上采用左、右圖（或者左中右圖）的設計，左圖為感性認識；右圖是對左圖進行理論化表述。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內容。

內容的形式是采用行動導向模式，是以四沖程柴油機“關鍵部件介紹→運動傳遞路→四沖程的工作、工況分析→總結”為教師講授主線，以展開“零部件在我心中”PK賽、工作頁、思考題三項評價性測評活動為學生學習的主線，最終使學生熟悉掌握柴油機工作循環(huán)的四個沖程的工作原理，養(yǎng)成團隊合作精神，形成通過看PPT、圖片、視頻和教學動畫，能自行分析柴油機四個沖程的工作原理的能力。

總之，四沖程柴油機工作原理教學單元的設計采用圖片、PPT、視頻、教學動畫進行輔助教學，特別是將教學動畫“四沖程柴油機工作原理”應用于教學中，教學效果的提高應該很明顯，學生的學習興趣也應該得到提高，同時也會提高教學效果和效率。

【參考文獻】

[1]楊定國.柴油機拆裝多媒體CAI課件設計與開發(fā)[D].大連：大連理工大學，2005

[2]俞文苗.柴油機拆裝仿真系統(tǒng)[D].武漢：華中科技大學，2007

【作者簡介】馮春林，柳州職業(yè)技術學院汽車工程系講師。endprint

在展現純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程時，采用教學動畫進行教學。教學動畫可以模擬仿真重現純空氣與霧化柴油的混合過程，可以模擬仿真重現由純空氣演變成混合氣的過程、可以模擬仿真重現由混合氣演變成廢氣的過程。這樣有利于學生理解和記憶此項內容。

五、信息化技術手段在“四沖程柴油機工作原理”教學中的具體應用

在環(huán)節(jié)1“復習上節(jié)內容并引出本節(jié)內容”時，采用PPT輔助形式。上節(jié)內容講解了工程機械發(fā)動機的類型，這些類型包括二沖程柴油機、四沖程汽油機、四沖程柴油機、轉子發(fā)動機等。本節(jié)內容就是講解其中在工程機械中應該最廣泛的類型——四沖程柴油機，介紹其關鍵零部件和工作原理。

在環(huán)節(jié)2“介紹在現場設備（實物）中屬于四沖程柴油機的類型柴油機實物”時，讓學生分組觀察柴油機實物，這樣有利于學生直觀感覺柴油機實物，了解柴油機外形。

在環(huán)節(jié)3利用懸置問題：“四沖程柴油機”的內部零件有哪些，如何工作的？引導學生觀察四沖程柴油機實物，思考問題，分小組討論，由組長利用手工繪圖配合解說，回答問題。并播放三維動畫“四沖程柴油機模型（船用）1”和“四沖程柴油機模型（車用）2”，其透視功能可以顯示內部的四沖程柴油機結構和運動，可以給予學生一定的提示。

在環(huán)節(jié)4總結、解答“四沖程柴油機如何工作”，引出四沖程柴油機工作原理時，播放視頻“四沖程柴油機工作原理”展示內部零件的結構和運動。這樣有利于學生聽課、思考，作筆記。

在重點環(huán)節(jié)5介紹四沖程柴油機的關鍵組成部件時，利用零件實物展示和教學動畫的“總舞臺”和教學動畫的分場景1“四沖程柴油機關鍵部件”展示，總舞臺中安排有一個“解剖的四沖程柴油機內部動畫”片段。這樣有利于學生初次感覺，比較直觀了解柴油機內部情況，吸引學生深入探索后續(xù)教學內容。四沖程柴油機關鍵部件都顯示于同一張圖片中，兩旁標注各個部件的名稱。這樣有利于學生利用印象記憶法，熟記四沖程柴油機關鍵部件，便于后續(xù)內容“四沖程柴油機運動傳遞路線”的開展。每個零部件的名稱處都存放鏈接，點擊后，能跳出顯示相應的零部件的真實圖片，這樣有利于學生聯系實物與圖形的關系，零部件的真實圖片旁還注解其零部件的功能作用或組成等重要信息，以便于學生理解和記憶零部件。

在環(huán)節(jié)6開展“零部件在我心中”PK賽時，利用零件實物或動畫進行提問，進行搶答PK。這樣有利于學生鞏固對每個零件的位置、外形、功能作用、組成等重要信息的認識。

在重點環(huán)節(jié)7講解“四沖程柴油運動傳遞路線”，重點分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動時，利用動畫展示分場景2“四沖程柴油機運動傳遞路線”，詳細展示活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油機的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動。

在重點環(huán)節(jié)8講解“四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成”，重點分析四個沖程的工作原理時，利用動畫展示分場景3“柴油機四個沖程工作分析”，詳細展示四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成。左圖表示結構和運動變化，是感性直觀認識；右圖是理性的總結，與后續(xù)內容“配氣相位”相呼應，有利于學生理解后續(xù)內容。分場景中安排有按鈕“暫?！薄安シ拧?，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程等四個沖程的工作原理。

在重點環(huán)節(jié)9講解“四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關系”，重點分析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)時，利用動畫展示分場景4“柴油機四個沖程工況分析”，詳細展示四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關系。右圖與后續(xù)內容“配氣相位”有聯系。配氣相位是發(fā)動機的重要參數，其裝配和調整是后續(xù)的重點教學內容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)。

在練習環(huán)節(jié)10時，利用工作頁讓學生鞏固四沖程柴油機工作原理的所有知識點。

圖1 教學過程流程圖

在小結環(huán)節(jié)時，利用動畫展示分場景5“小結：能量轉化”。分場景5中安排有汽車的模型、“四沖程柴油機工作循環(huán)動畫”，這樣有利于學生生動形象地理解發(fā)動機就是一個能量轉化機器，有利于充分理解：車輛（柴油機）是燃燒了新鮮空氣和柴油變成廢氣，柴油的化學能轉化成曲軸轉動的機械動能，最終驅動車輪，使車輛往前行駛。

在本節(jié)內容結束時，利用PPT展示思考題，以此預習下次課內容。

六、信息化技術在“四沖程柴油機工作原理”教學中應用的特色與亮點

利用教學動畫的優(yōu)勢展示四沖程柴油的運動部件的聯動、移動、配合運動過程，避免了靜態(tài)的畫面的簡單解釋，這樣有利于學生更加直觀理解活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯動、活塞與氣門的配合運動等細節(jié)。

利用教學動畫的優(yōu)勢展現純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程。

在一些動畫頁面上采用左、右圖（或者左中右圖）的設計，左圖為感性認識；右圖是對左圖進行理論化表述。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內容。

內容的形式是采用行動導向模式，是以四沖程柴油機“關鍵部件介紹→運動傳遞路→四沖程的工作、工況分析→總結”為教師講授主線，以展開“零部件在我心中”PK賽、工作頁、思考題三項評價性測評活動為學生學習的主線，最終使學生熟悉掌握柴油機工作循環(huán)的四個沖程的工作原理，養(yǎng)成團隊合作精神，形成通過看PPT、圖片、視頻和教學動畫，能自行分析柴油機四個沖程的工作原理的能力。

總之，四沖程柴油機工作原理教學單元的設計采用圖片、PPT、視頻、教學動畫進行輔助教學，特別是將教學動畫“四沖程柴油機工作原理”應用于教學中，教學效果的提高應該很明顯，學生的學習興趣也應該得到提高，同時也會提高教學效果和效率。

【參考文獻】

[1]楊定國.柴油機拆裝多媒體CAI課件設計與開發(fā)[D].大連：大連理工大學，2005

[2]俞文苗.柴油機拆裝仿真系統(tǒng)[D].武漢：華中科技大學，2007

【作者簡介】馮春林，柳州職業(yè)技術學院汽車工程系講師。endprint